TWI549666B - 具有測量僵硬程度的功能之復健系統 - Google Patents

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TWI549666B
TWI549666B TW104100119A TW104100119A TWI549666B TW I549666 B TWI549666 B TW I549666B TW 104100119 A TW104100119 A TW 104100119A TW 104100119 A TW104100119 A TW 104100119A TW I549666 B TWI549666 B TW I549666B
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卜書偉
張禎元
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國立清華大學
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Description

具有測量僵硬程度的功能之復健系統
本發明是關於一種復健系統,特別是關於一種具有測量復健部位僵硬程度功能的復健系統。
隨著高齡化社會的來臨,由中風、心臟病導致的行動不便、癱瘓等症狀也時常在週遭發生。另一方面,由於如車禍等意外傷害而導致肢體傷殘的案件也層出不窮。上述患者在接受治療後,往往需要長時間的復健,此種復健過程通常需要搭配特定的復健器材進行。
然而,在使用復健器材進行復健後,而要評估患者的康復情況時,往往僅能依據醫師或病患的經驗,大略地由患者身體的復健部位活動情況來推估,缺乏一個能精確量化的系統。此外,由於個別患者間身體的狀況通常有所差異,憑藉經驗的推估也往往流於主觀而造成誤判。因此,建立一套在患者進行復健時能提供量化性指標給醫師或患者的復健系統是有必要的。
有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是在提供一種具有測量僵硬程度的功能之復健系統,以提供醫師或患者量化性的指標來評估患者復健的康復狀況。
根據本發明之一目的,提出一種具有測量僵硬程度的功能之復健系統。復健系統包含復健單元與處理單元。復健單元包含結合於使用者之復健部位的外骨骼支架、結合於外骨骼支架之一端的第一牽引線、結合於外骨骼支架之該端的第二牽引線、設置為使第一牽引線通過其中的第一張力量測構件、設置為使第二牽引線通過其中的第二張力量測構件以及結合第一牽引線與第二牽引線的驅動馬達。當驅動馬達往第一驅動方向轉動時,透過第一牽引線帶動外骨骼支架往第一方向活動,當驅動馬達往第二驅動方向轉動時,透過第二牽引線帶動外骨骼支架往相對於第一方向之第二方向活動。處理單元電性連接於復健單元之第一張力量測構件與第二張力量測構件。當復健單元之外骨骼支架活動時,第一張力量測構件與第二張力量測構件分別量測第一牽引線上與第二牽引線上之第一張力與第二張力,處理單元分析第一張力與第二張力以得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。
較佳地,其中第一張力量測構件可包含第一滾輪、第二滾輪及第三滾輪,第一牽引線設置於第一滾輪及第三滾輪之第一側及第二滾輪之相對於第一側之第二側,第二滾輪透過懸臂結合應變規以量測第一牽引線上之第一張力,應變規輸出相關於第一張力之張力訊號給處理單元。
較佳地,其中應變規可包含第一應變電阻器與第二應變電阻器,第一應變電阻器與第二應變電阻器結合於電橋電路以得到相關於第一張力之張力訊號。
較佳地,其中復健系統可進一步包含複數個復健單元,複數個復健單元之各外骨骼支架包含複數個關節,處理單元電性連接於複數個復健單元之各第一張力量測構件及各第二張力量測構件。
較佳地,其中復健系統可進一步包含電性連接於處理單元並輸出動作訊號給處理單元的動作捕捉手套。處理單元可電性連接於複數個復健單元之各驅動馬達,並根據動作訊號驅動複數個復健單元之各驅動馬達。
較佳地,其中處理單元可儲存當外骨骼支架未結合復健部位時所量測之卸載資料,處理單元比較第一張力及第二張力與卸載資料而得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。
較佳地,其中處理單元可進一步儲存對應於各種僵硬程度之第一牽引線與第二牽引線之張力變化情形之張力資料庫,處理單元根據卸載資料與張力資料庫以查表或內插方式分析第一張力及第二張力而得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。
較佳地,其中處理單元可包含儲存空間。復健系統所測量之復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊可儲存於儲存空間中。
較佳地,其中復健系統可進一步包含電性連接於處理單元並顯示關於僵硬程度資訊之訊息的顯示單元。
承上所述,依本發明之具有測量僵硬程度的功能之復健系統,其可具有一或多個下述優點:
(1)此復健系統可藉由分析驅動外骨骼支架的牽引線上的張力,藉此可透過簡單的結構來得到關於復健部位的僵硬程度資訊。
(2)此復健系統可藉由利用直接量測張力來分析復健部位的僵硬程度,藉此可降低系統或其他訊號干擾造成的誤差。
(3)此復健系統可藉由包含複數個復健單元且復健單元中的外骨骼支架可包含複數個關節,藉此可使此復健系統能對應於人體可進行複雜活動的部位,例如手部。
(4)此復健系統可藉由包含動作感應手套,藉此可透過鏡射的動作訊號驅動另一邊的外骨骼支架,從而進行較精密的復健活動。
(5)此復健系統可藉由包含顯示單元,藉此可即時地顯示關於復健部位僵硬程度資訊的訊息給醫師或患者知道。
100、100a、100b、100c、100d‧‧‧復健單元
110、110a‧‧‧外骨骼支架
111a、112a‧‧‧關節
120‧‧‧第一牽引線
130‧‧‧第二牽引線
140‧‧‧第一張力量測構件
141‧‧‧第一滾輪
142‧‧‧第二滾輪
143‧‧‧第三滾輪
144‧‧‧懸臂
145‧‧‧應變規
1451‧‧‧第一應變電阻器
1452‧‧‧第二應變電阻器
1453、1454‧‧‧電阻器
1455‧‧‧電壓計
150‧‧‧第二張力量測構件
160‧‧‧驅動馬達
200‧‧‧處理單元
210‧‧‧儲存空間
300‧‧‧動作捕捉手套
400‧‧‧測試樣品
500‧‧‧顯示單元
B1U、B1K1、B1K2、B2U、B2K1、B2K2、E1U、E1K1、E1K2、E2U、E2K1、E2K2‧‧‧圖表
T‧‧‧張力
第1圖 係為本發明之復健系統之第一實施例之系統示意圖。
第2A圖 係為本發明之復健系統之第二實施例之第一張力量測構件的側視示意圖。
第2B圖 係為本發明之復健系統之第二實施例之第一張力量測構件的俯視示意圖。
第3A圖 係為本發明之復健系統之第三實施例之應變規的作用與電路示意圖。
第3B圖 係為第3A圖之應變規受力時的作用與電路示意圖。
第4圖 係為本發明之復健系統之第四實施例之使用者穿戴時之示意圖。
第5圖 係為本發明之復健系統之測試配置圖。
第6A圖 係為本發明之復健系統之外骨骼支架彎曲時之測試結果。
第6B圖 係為本發明之復健系統之外骨骼支架伸展時之測試結果。
第7圖 係為本發明之復健系統之第五實施例之系統方塊圖。
為利 貴審查員瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效,茲將本創作配合附圖,並以實施例之表達形式詳細說明如下,而其中所使用之圖式,其主旨僅為示意及輔助說明書之用,未必為本創作實施後之真實比例與精準配置,故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本創作於實際實施上的專利範圍,合先敘明。
請參閱第1圖,其係為本發明之復健系統之第一實施例之系統示意圖。圖中,本發明之復健系統包含復健單元100與處理單元200。復健單元100包含結合於使用者之復健部位的外骨骼支架110、結合於外骨骼支架110之一端的第一牽引線120、結合於外骨骼支架110之該端的第二牽引線130、設置為使第一牽引線120通過其中的第一張力量測構件140、設置為使第二牽引線130通過其中的第二張力量測構件150以及結合第一牽引線120與第二牽引線130的驅動馬達160。當驅動馬達160往第一驅動方向轉動時,透過第一牽引線120帶動外骨骼支架往第一方向活動,當驅動馬達160往第二驅動方向轉動時,透過第二牽引線130帶動外骨骼支架110往相對於第一方向之第二方向活動。處理單元200電性連接(第1圖中的鏈線表示電性連接)於復健單元100之第一張力量測構件140與第二張力量測構件150。當復健單元100之外骨骼支架110活動時,第一張力量測構件140與第二張力量測構件150分別量測第一牽引線120上與第二牽引線130上之第一張力與第二張力,處理單元200分析第一張力與第二張力以得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。
具體來說,本案復健系統中的復健單元100的外骨骼支架110結合於使用者的復健部位,例如患者身體上需要復健的關節部位。外骨骼 支架110是以線驅動的方式活動,也就是說,如第1圖中所示,第一牽引線120與第二牽引線130的一端可分別結合於外骨骼支架110的尖端,第一牽引線120與第二牽引線130的另一端則分別結合於驅動馬達160。驅動馬達160可為伺服馬達。於是,透過連接於其上之第一牽引線120與第二牽引線130,驅動馬達160可接受外來的訊號精密地控制復健用的外骨骼支架110的位置狀態。舉例來說,當第1圖中的驅動馬達160逆時針旋轉時,固定於驅動馬達160的第一牽引線120被往驅動馬達160的方向拉,因而帶動外骨骼支架110進行伸展動作。當第1圖中的驅動馬達160順時針旋轉時,固定於驅動馬達160的第二牽引線130被往驅動馬達160的方向拉,因而帶動外骨骼支架110進行彎曲動作。由於外骨骼支架110結合於患者的復健部位,故當外骨骼支架110活動時,會一併帶動患者的復健部位於特定運動方向上活動,從而達到復健效果。
在驅動馬達160控制外骨骼支架110期間,本發明之復健系統能夠量測第一牽引線120與第二牽引線130上的張力變化情形。具體而言,本發明之復健系統之復健單元100更包含了第一張力量測構件140與第二張力量測構件150,第一牽引線120設置為穿過第一張力量測構件140,第二牽引線130設置為穿過第二張力量測構件150。如此一來,當驅動馬達160施力於第一牽引線120與第二牽引線130時而帶動外骨骼支架110時,第一牽引線120與第二牽引線130上的張力發生變化,且此種張力變化與患者復健部位於特定運動方向上的僵硬程度相關。同前所述,藉由結合驅動馬達160、第一牽引線120、第二牽引線130及外骨骼支架110,可帶動患者的復健部位於特定運動方向上運動。在此特定運動方向上,當結合於外骨骼支架110的復健部位的僵硬程度不同時,即使由 驅動馬達160輸出的力是相等的,反應在第一牽引線120與第二牽引線130上的張力還是會不同。於是,本發明之第一張力量測構件140與第二張力量測構件150可以在引導第一牽引線120與第二牽引線130的同時測量第一牽引線120與第二牽引線130上的張力,並將這些張力資訊傳送給處理單元200。處理單元200在接收到這些張力資訊後,可以藉由分析張力資訊來推算出患者復健部位在特定運動方向上的僵硬程度資訊,而將此僵硬程度資訊提供給醫師或患者作為評估復健情況的一個量化性指標。處理單元200可為具一般演算功能的電腦或電路,但並不限於此。
本發明利用張力分析僵硬程度的作法還有另一個優點。在一般使用類似伺服馬達的驅動裝置時,被驅動物體的回饋是由從被驅動物體給驅動裝置的回饋電子訊號得出。此類回饋電子訊號可能會受到系統本身設置時的誤差或是其他電子訊號干擾,而造成所得到的被驅動物體的回饋是有誤差的。舉例來說,在維修後馬達的轉子重新配置時與原本角度可能有些許不同,而可能造成收到的回饋訊號判讀有誤差。然而,本發明中使用張力進行復健部位僵硬程度的分析等於直接地量測變化來源,因此可以避免上述由系統配置或其他電子訊號造成的誤差。如此一來,本發明對於復健部位僵硬程度的測量可具有相當高的精確度。
請參閱第2A圖與第2B圖,其係分別為本發明之復健系統之第二實施例之第一張力量測構件140的側視示意圖與俯視示意圖。圖中,第一張力量測構件140可包含第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143,第一牽引線120設置於第一滾輪141及第三滾輪143之第一側及第二滾輪142之相對於第一側之第二側,第二滾輪142透過懸臂144結合應變規145以量測 第一牽引線120上之第一張力,應變規145輸出相關於第一張力之張力訊號給處理單元200。
此處具體說明第一張力量測構件140的具體實施例,但第一張力量測構件140的結構並不限於此。第二張力量測構件150可具有與第一張力量測構件140相同或類似的結構。在此實施例中,第一張力量測構件140可包含第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143。第一牽引線120彎曲地穿過第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143不同側邊。請參閱第2A圖,具體而言,第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143可大致上水平地布置,而使第一牽引線120彎曲地穿過第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143不同側邊。在此情況下,第一牽引線120會對第二滾輪142施加一方向向下的力Feq。在此設第一牽引線120上的張力為T。由於第一牽引線120上的張力T大體上是均勻的,且第一牽引線120上一點張力T方向平行於第一牽引線120於該點的延伸方向,因此可以很容易地由第2A圖中的幾何關係得出以下關係式:Feq=2Tcos θ。如第2A圖中所示,θ為第一牽引線120由第一滾輪141至第二滾輪142再到第三滾輪143所形成夾角的一半。第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143的相對位置關係確定的情況下,也可以很容易地得出以下關係式:tan θ=L/H,其中L與H如第2A圖中所示,與第一滾輪141、第二滾輪142及第三滾輪143之間的水平與垂直間距相關。如此一來,只要能量測力Feq,就能透過其他已知參數得到第一牽引線120上的張力T(即第一張力)。為了達到此目的,請參閱第2B圖,第二滾輪142可固定於懸臂144上,而第一牽引線120施加給第二滾輪142的力Feq會傳導至懸臂144。在懸臂144上可再設置應變規145,應變規145能夠感測懸臂144所受的力,也就是能夠量測前述 的力Feq。之後應變規145再將所量測到的資訊傳給處理單元200,處理單元200由換算力Feq得到張力T,再分析張力T而得出關於患者復健部位的僵硬程度訊息。
請參閱第3A圖及第3B圖,其係分別為為本發明之復健系統之第三實施例之應變規145的未受力及受力時的作用與電路示意圖。圖中,應變規145可包含第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452,第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452結合於電橋電路以得到相關於第一張力之張力訊號。
具體來說,應變規145可包含第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452,而透過第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452結合電橋電路實現量測受力並轉為電訊號的功能。第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452可為類似力敏電阻器的電阻器,其在被拉伸時電阻值會變大,壓縮時電阻值會變小。於是,請參閱第3A圖左半,第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452可以如圖中所示,分別固定於懸臂144的上下側。請參閱第3A圖右半,第一應變電阻器1451與第二應變電阻器1452同時可與另外兩個電阻器1453及1454與電壓計1455形成電橋電路。請參閱第3B圖左半,圖中誇示地示出懸臂144受力狀況。當懸臂144受到往下的力時,第一應變電阻器1451會被拉伸,而造成其電阻值上升。相對地,第二應變電阻器1452會被壓縮,而造成其電阻值下降。請參閱第3B圖右半,此種電阻值改變會反應在電壓計1455所量測的電壓上,於是電壓計1455就可以將所量測到的電壓訊號(即前述張力訊號)傳給處理單元200,處理單元200由電壓訊號就能分析出懸臂144所受的力。第二張力量測構件150若具有應變規145,也可採用上述方式量測受力。
請參閱第4圖,其係為本發明之復健系統之第四實施例之使用者穿戴時之示意圖。圖中,復健系統可進一步包含複數個復健單元100a至100d,複數個復健單元100a至100d之各外骨骼支架110包含複數個關節,處理單元200電性連接於複數個復健單元100a至100d之各第一張力量測構件140及各第二張力量測構件150。
為了能對人體可進行較複雜動作的部位,例如手部,進行復健,本發明之復健系統可包含複數個復健單元100a至100d,各復健單元可分別對應於一根手指。在此實施例中,各復健單元的外骨骼支架110還可同時包含複數個關節,而進一步對應於手指上的關節,而各外骨骼支架110將可帶動手指於不同特定運動方向上運動。舉例來說,請參閱第4圖中的外骨骼支架110a,其可包含兩個關節111a與112a,以分別對應於食指的兩個關節。同理,對應其他手指之外骨骼支架則以此類推。於是,本發明之復健系統就可以帶動患者的手部進行較精密的復健活動。在此同時,複數個復健單元100a至100d中包含的第一張力量測構件140及第二張力量測構件150可以皆電性連接於處理單元200。於是,處理單元200可以透過分析複數個復健單元100a至100d中包含的第一牽引線120及第二牽引線130上的張力來分別得出患者每一根手指於各特定運動方向上的僵硬程度。
請再參閱第4圖。圖中,復健系統可進一步包含電性連接於處理單元200並輸出動作訊號給處理單元的動作捕捉手套300。處理單元200可電性連接於複數個復健單元100a至100d之各驅動馬達160,並根據動作訊號驅動複數個復健單元100a至100d之各驅動馬達。
在臨床上,許多由例如中風所導致的癱瘓症狀都是屬於半身不遂的情況。也就是說,患者可能只有一隻手癱瘓需要復健,但另一隻手仍可以正常活動。在此情況下,患者復健時就可以搭配本發明之複數個復健單元100a至100d及處理單元200與動作捕捉手套300進行復健。舉例來說,當患者的左手需要復建而右手可以正常活動時,則可以在左手上穿戴本發明之複數個復健單元100a至100d之外骨骼支架110,而在右手穿戴動作捕捉手套300。於是,動作捕捉手套300就會捕捉患者右手的活動而產生活動訊號傳送給處理單元200,處理單元再根據活動訊號去驅動各復健單元100a至100d的驅動馬達160,使驅動馬達160帶動外骨骼支架110而使患者的左手進行鏡射於右手的活動。如此一來,在進行精密的復健動作時,就不需要輸入繁複的指令設定,而僅需直覺地活動一隻手,而另一隻手就會相應地活動。
請參閱第5圖,其係為本發明之復健系統之測試配置圖。在以下的測試中,本發明之外骨骼支架110結合於測試樣品400,測試樣品400具有不同彈力常數K1及K2,其中K2大於K1。測試樣品400的彈力常數即對應於患者復健部位於特定運動方向上的僵硬程度。請參閱第6A圖與第6B圖,其係分別為本發明之復健系統之外骨骼支架彎曲時與伸展時之測試結果。在第6A圖與第6B圖中,橫軸為驅動馬達160拉伸第一牽引線120或第二牽引線130的距離,縱軸為線上(第一牽引線120或第二牽引線130上)張力。在第6A圖及第6B圖中,圖表第1碼為”B”表示是外骨骼支架110彎曲時進行的量測,”E”表示是外骨骼支架110伸展時進行的量測。第二碼為”1”表示是第一牽引線120上所測量之張力,”2”表示是第二牽引線130上所測量之張力。結尾為”U”表示外骨骼支架110未結合測試樣品400時進行的量 測,”K1”表示外骨骼支架110結合彈力常數為K1之測試樣品400時進行的量測,”K2”表示外骨骼支架110結合彈力常數為K2之測試樣品400時進行的量測。舉例來說,圖表B1U代表外骨骼支架110彎曲且未結合測試樣品400時,第一牽引線120上所測量之張力。圖表E2K2代表外骨骼支架110伸展且結合彈力常數為K2之測試樣品400時,第二牽引線130上所測量之張力。以此類推。由圖中可知,即使是驅動馬達160拉伸的距離是相同的,隨著測試樣品400的彈力常數不同,至少第一牽引線120或第二牽引線130之一的張力也會有相當明顯的不同,而且彈力常數為K2的測試樣品400所得的量測結果與未結合測試樣品400所得的量測結果的差異會大於彈力常數為K1的測試樣品400所得的量測結果與未結合測試樣品400所得的量測結果的差異。需注意的是,驅動馬達160拉伸的距離與第一牽引線120或第二牽引線130上的張力關係並非單調函數,而是隨著機構不同會有不同的趨勢變化。
因此,根據以上測試結果,本發明之復健系統之處理單元200可儲存當外骨骼支架110未結合復健部位時所量測之卸載資料,處理單元200比較第一張力及第二張力與卸載資料而得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。
既然彈力常數較大的測試樣品400所得的量測結果與未結合測試樣品400所得的量測結果的差異皆大於彈力常數較小的測試樣品400所得的量測結果與未結合測試樣品400所得的量測結果的差異,那麼處理單元200可儲存當外骨骼支架110未結合復健部位時所量測之卸載資料(如第6A圖中的圖表B1U及B2U與第6B圖中的圖表E1U及E2U)做為基準資料 或基準線,在患者進行復健時由本發明之復健系統所得的張力資訊可用來與處理單元200中所儲存的卸載資料做比較,當張力資訊與卸載資料差異越大時即代表患者的復健部位越僵硬。此外,由於在驅動馬達160拉伸距離不同時差異會隨之變化,配合醫師的專業判斷,此類差異值可以量化為復健部位在特定運動方向上僵硬的程度分級類別。舉例來說,醫師可透過臨床資料的分析,定義出在驅動馬達160拉伸距離為10mm時,與卸載資料相差0.5N時定為復健部位於特定運動方向上具有僵硬程度st1。而在馬達160拉伸距離為15mm時,與卸載資料相差1N時定義為復健部位具有僵硬程度st1。一旦醫師給出此類定義後,可將其沿用至相同或類似的復健療程。於是,本發明之復健系統將可使醫師迅速掌握患者的復健情況。
此外,由於在利用不同的測試樣品400進行反覆測試時,具有相同彈力常數之測試樣品400在第6A圖或第6B圖上總是會具有相同或相當類似的曲線。不同彈力常數又代表了不同的僵硬程度。因此,本發明之復健系統之處理單元200可預先儲存對應於不同特定運動方向之各種僵硬程度(彈力常數)之第一牽引線120與第二牽引線130之張力變化情形之張力資料庫,處理單元200可根據卸載資料與張力資料庫以查表或內插方式分析第一張力及第二張力而得出復健部位於特定運動方向上之僵硬程度資訊。此資料庫可以於生產本發明之復健系統時預先儲存於處理單元200內,且在日後藉由更新處理單元200軟體版本的方式一併更新資料庫資訊。
請參閱第7圖,其係為本發明之復健系統之第五實施例之系統方塊圖。圖中,處理單元200可包含儲存空間210。復健系統所測量之復健部位之僵硬程度資訊可儲存於儲存空間210中。
為了使醫師與患者更容易了解目前復健的進度,本發明之復健系統所量測的僵硬程度資訊可儲存於處理單元200的儲存空間210中。使用時除了能得知當次使用的僵硬程度資訊外,還能由儲存空間210調出之前使用的僵硬程度資訊。如此一來,只要比較當次使用的僵硬程度資訊與之前使用的僵硬程度資訊,就可以輕易了解目前復健部位的康復情況,並藉此評估目前採用的復健療程成效如何。
請再參閱第7圖。圖中,復健系統可進一步包含電性連接於處理單元200並顯示關於僵硬程度資訊之訊息的顯示單元500。
具體來說,顯示單元500可為液晶顯示器,但不限於此。為了使醫師與患者能快速瞭解目前復健部位的僵硬程度,本發明之復健系統之處理單元200可電性連接於顯示單元500,並發送關於僵硬程度資訊的訊號給顯示單元500,使顯示單元500能顯示關於僵硬程度資訊的畫面。舉例來說,處理單元200可一併把當次量測的僵硬程度資訊與之前量測的僵硬程度資訊整合為趨勢圖,而於顯示單元500上顯示此趨勢圖,使醫師與患者能更一目瞭然目前復健的成效如何。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧復健單元
110‧‧‧外骨骼支架
120‧‧‧第一牽引線
130‧‧‧第二牽引線
140‧‧‧第一張力量測構件
150‧‧‧第二張力量測構件
160‧‧‧驅動馬達
200‧‧‧處理單元

Claims (7)

  1. 一種具有測量僵硬程度的功能之復健系統,包含:一復健單元,其包含:一外骨骼支架,其結合於一使用者之一復健部位;一第一牽引線,其結合於該外骨骼支架之一端;一第二牽引線,其結合於該外骨骼支架之該端;一第一張力量測構件,設置為使該第一牽引線通過其中;一第二張力量測構件,設置為使該第二牽引線通過其中;以及一驅動馬達,其結合該第一牽引線與該第二牽引線,其中當該驅動馬達往一第一驅動方向轉動時,透過該第一牽引線帶動該外骨骼支架往一第一方向活動,當該驅動馬達往一第二驅動方向轉動時,透過該第二牽引線帶動該外骨骼支架往相對於該第一方向之一第二方向活動;以及一處理單元,其電性連接於該復健單元之該第一張力量測構件與該第二張力量測構件,且該處理單元儲存當該外骨骼支架未結合該復健部位時所量測之一卸載資料;其中,當該復健單元之該外骨骼支架活動時,該第一張力量測構件與該第二張力量測構件分別量測該第一牽引線上與該第二牽引線上之一第一張力與一第二張力,該處理單元比較該第一張力及該第二張力與該卸載資料以得出該復健部位於一特定運動方向上的僵硬程度資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之復健系統,其中該第一張力量測 構件包含一第一滾輪、一第二滾輪及一第三滾輪,該第一牽引線設置於該第一滾輪及該第三滾輪之一第一側及該第二滾輪之相對於該第一側之一第二側,該第二滾輪透過一懸臂結合一應變規以量測該第一牽引線上之該第一張力,該應變規輸出相關於該第一張力之一張力訊號給該處理單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之復健系統,其中該應變規包含一第一應變電阻器與一第二應變電阻器,該第一應變電阻器與該第二應變電阻器結合於一電橋電路以得到相關於該第一張力之該張力訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之復健系統,其中該復健單元之數量為複數個,該複數個復健單元之各該外骨骼支架包含複數個關節,該處理單元電性連接於該複數個該復健單元之各該第一張力量測構件及各該第二張力量測構件。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之復健系統,其進一步包含:一動作捕捉手套,其電性連接於該處理單元,並輸出一動作訊號給該處理單元,其中該處理單元電性連接於該複數個復健單元之各該驅動馬達,並根據該動作訊號驅動該複數個復健單元之各該驅動馬達。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之復健系統,其中該處理單元包含一儲存空間,所測量之該復健部位於該特定運動方向上之該僵硬程度資訊儲存於該儲存空間中。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之復健系統,其進一步包含 一顯示單元,其電性連接於該處理單元並顯示關於該僵硬程度資訊之訊息。
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